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第3节第1课时
种群基因组成的变化
第6章 生物的进化
SZ-LWH
成功是一种态度， 信心比天才更重要!
情景·思考
个体的生命周期是有限的，决定表型的基因只有在群体中通过生殖才能延续。研究生物的进化，仅仅研究个体和表型是不够的，还需要从种群的角度研究整个群体基因组成的变化。
1．白色大熊猫出现的原因是什么？
2．白色大熊猫怎样才能将自己突变后的基因传递下去？
基因突变
有性生殖
生活在一定区域的同种生物全部个体的集合叫作种群。
1．种群
(1)概念：三要素
(2)特点：种群是生物进化和_______的基本单位。
全部
一定区域
同种
繁殖
生活在_________
_________生物
_________个体
一片草地上所有的蒲公英
生活在南极的一群帝企鹅
一片森林中全部的猕猴
判断下列是否属于种群：
（1）一片森林中的所有的蜘蛛。（ ）
（2）一片森林中的所有啄木鸟。（ ）
（3）两个池塘中所有的鲫鱼。（ ）
（4）一片草地上的全部植物。 （ ）
（5）一片草地上的全部幼小蒲公英。 （ ）
×
√
×
×
×
2．基因库和基因频率
2．基因库和基因频率
一个种群所有个体各自有自己的基因，共同构成了种群的基因库。它们各自的基因都是基因库的一部分。个体间的差异越大，基因库也就越大。
基因库：
一个种群中全部个体所含有的全部基因。
基因频率：
基因型频率：
在一个种群基因库中，某个基因型的个体占个体总数的比值。
基因频率=
某基因的数目
该基因的等位基因的总数
=纯合子频率+1/2杂合子频率
× 100%
基因型频率=
某基因型个体总数
种群全部个体数
× 100%
A. 一个种群的基因库包括这个种群所含的全部基因
B. 生物的个体总是要死亡的，但基因库却因种群个体的繁殖而代代相传
C. 种群中每个个体含有种群基因库的全部基因
D. 基因突变可改变基因库的组成
练习：下列有关种群基因库的叙述中，不正确的是
C
1.某种群中基因型BB有10个，基因型Bb有40个，计算下列基因频率和基因型频率：
（1）基因型频率：BB_______ Bb_______ bb_______
（2）基因频率：B______ b_______
20%
80%
0%
BB基因型频率=BB个体数/所有个体=10/（10+40）=20%
Bb基因型频率=Bb个体数/所有个体=40/（10+40）=80%
B基因频率=B基因数/（B基因数+b基因数）
1BB含有2个B，1Bb含有1B和1b
10个BB含有20B，40个Bb含有40B和40b
=（20+40）/（20+40+40）=60%
60%
40%
1.某昆虫种群中，测得基因型为AA、Aa和aa的个体分别是30、60和10个，计算下列基因频率和基因型频率：
（1）基因型频率：AA_______ Aa_______ aa_______
（2）基因频率：B______ b_______
30%
60%
10%
AA基因型频率=AA个体数/所有个体=30/（30+60+10）=30%
Aa基因型频率=Aa个体数/所有个体=40/（30+60+10）=60%
A基因频率=A基因数/（A基因数+a基因数）
1AA含有2个A，1Aa含有1A和1a
30个AA含有20A，60个Aa含有60A和60a
=（60+30）/（60+120+20）=60%
60%
40%
aa基因型频率=aa个体数/所有个体=10/（30+60+10）=10%
例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，
从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是
30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
方法一：概念法
A基因频率为:
a基因频率为：
= 40%
A% =
×100%
2×AA＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
a% =
= 60%
2×aa＋Aa
2(AA＋Aa＋aa)
×100%
例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，
从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是
30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
方法二：通过基因型频率计算
A基因频率 = AA的基因型频率+1/2Aa基因型频率
A基因频率= 30%+1/2×60% = 60%
a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型频率为: 30%
Aa基因型频率为: 60%
aa基因型频率为: 10%
a基因频率 = aa的基因型频率+1/2Aa基因型频率
2.某种群中基因型XBXB有20个， XBY有5个， XBXb有20个， XbY有5个，计算下列基因频率和基因型频率：
（1）基因型频率： XBXB _______ XbY _______
（2）基因频率：XB______ Xb_______
40%
10%
XBXB基因型频率= XBXB个体数/所有个体=20/（20+5+20+5）=40%
XbY基因型频率= XbY个体数/所有个体=5/（20+5+20+5）=10%
XB基因频率= XB基因数/（ XB基因数+ Xb基因数）
1XBXB含有2个XB，1 XBY含有1XB， XBXb含有1XB和1Xb， XbY含有1Xb
XB基因频率=（40+5+20）/（40+5+40+5）=56/90=72.2%
72.2%
27.8%
例：某昆虫种群中决定翅色为绿色的基因为A，决定翅色为褐色的基因为a，
从种群中随机抽出100个个体，测知基因型为AA、Aa和aa的个体分别是
30、60和10个。那么A和a的基因频率是多少？
A基因频率= 30%+1/2×60% = 60%
a基因频率 = 10%+1/2×60% = 40%
AA基因型频率为: 30%
Aa基因型频率为: 60%
aa基因型频率为: 10%
在种群中，一对等位基因的基因频率之和等于1，
基因型频率之和也等于1。
A+a=1
AA+Aa+aa=1
Q：繁殖时，新老种群在基因组成上有变化吗？
用数学方法讨论基因频率的变化
　 假设上述昆虫种群非常大，所有的雌雄个体间都能自由交配并产生后代，
没有迁入和迁出，自然选择对翅色这一相对性状没有作用，基因A和a都不产生
突变，根据孟德尔的分离定律计算：
　　（1）该种群产生的A配子和a配子的比率是多少？
　　（2）子代基因型的频率各是多少？
　　（3）子代种群的基因频率各是多少？
　　（4）子二代、子三代以及若干代以后，种群的基因频率会同子一代一样吗？
亲代基因型的频率 AA(30%) Aa(60%) aa(10%)
配子的比率 A( ) A( ) a( ) a( )
子一代基因型频率 AA( ) Aa( ) aa( )
子一代基因频率 A ( ) a( )
30%
30%
30%
10%
36%
48%
16%
60%
40%
A 60%
a 40%
卵子
A 60%
a 40%
精子
36%
AA
24%
Aa
24%
Aa
16%
aa
种群中所有个体自由交配时，运用棋盘法解答：
亲代 子一代 子二代 子三代
基因型频率 AA 30%
Aa 60%
aa 10%
基因频率 A 60%
a 40%
36%
48%
16%
60%
40%
36%
16%
48%
60%
40%
60%
40%
36%
48%
16%
题中的群体满足五个条件的情况下,计算子二代、子三代的基因频率与基因型频率 ; 分析一下各代基因频率与基因型频率相同吗？
亲代基因型的比值 AA（30%） Aa（60%） aa（10%）
配子的比值 A（ ） A（ ） a（ ） a（ ）
子一代基因型频率 AA（ ） Aa （ ） aa（ ）
子一代基因频率 A（ ） a（ ）
子二代基因型频率 AA（ ） Aa （ ） aa（ ）
子二代基因频率 A（ ） a（ ）
子三代基因型频率 AA（ ） Aa （ ） aa（ ）
子三代基因频率 A（ ） a（ ）
30%
30%
16%
36%
48%
10%
60%
40%
30%
16%
36%
48%
16%
36%
48%
60%
40%
60%
40%
基因频率和基因型频率的关系转换
设一对等位基因为A和a，其频率分别为p与q（p+q=1）。亲代AA和aa自然交配后F1代具有AA、Aa、aa三种基因型，其频率如下列公式：
(p(A)+q(a))2=p2(AA)+2pq(Aa)+q2(aa)，
即AA的基因型频率为：p2，
Aa的基因型频率为：2pq，
aa的基因型频率为：q2，
产生A配子频率为：A=p2+1/2×2pq=p2+pq=p(p+q)=p
产生a配子频率为：a=q2+1/2×2pq=q2+pq=q(q+p)=q
可知F1的基因型频率没有改变
这5个条件是：
通过计算,我们可以得到如下结论:
在满足5个基本前提的情况下：种群中，亲子代之间的_________ 频率会发生变化,但是_________频率保持固定不变。
基因型
基因
种群足够大;
1
种群中个体间的交配是随机的；
2
没有基因突变发生；
3
没有迁入和迁出；
4
没有自然选择。
5
在满足以上五个条件下：
若种群中一等位基因为A和a，设A的基因频率=p，a的基因频率=q ，因为p＋q=A%+a%=1，则
（p+q）2=p2+2pq+q2=AA%+Aa%+aa%=1 。
AA的基因型频率=p2；
aa的基因型频率=q2；
Aa的基因型频率=2pq。
用数学方法讨论基因频率的变化——遗传平衡定律
15＋2＋14
200×2＋200
1. 某工厂有男女职工各200名，对他们进行调查时发现，女性色盲基因携带者为15人，女性患者1人，男性患者14人，这个群体中色盲基因的频率应为（　 ）
　　A. 15% 　　B. 3.88% 　　C. 5.17% 　　 D. 10.3%
C
色盲（b）基因频率＝
＝5.17％
× 100%
2. 已知人眼中的褐色（A）对蓝色（a）是显性。在一个有30000人的人群中，蓝眼人有3600人，褐眼的有26400人，其中纯合体有12000人。那么，在这个人群中A和a基因频率分布为（ 　）
　　A. 0.64和0.36 B. 0.36和0.64
　　C. 0.50和0.50 　D. 0.82和0.18
A
课堂小测
课堂小测
已知苯丙酮尿症是位于常染色体上的隐性遗传病。据调查，该病的发病率大约为1/10000。请问在人群当中，该病致病基因的基因频率以及携带此隐性基因的杂合基因型频率各是多少？
在某人群中，约每10000个人中有1个人患囊性纤维原癌，该病属于常染色体遗传。一对正常夫妇生有一患病的孩子。此后，该妇女与另一健康男性再婚，他们所生的孩子患此病的概率是（ ）
A.1/25 B.1/50 C.1/100 D.1/202
D
1/100
99/5000
某人群中某常染色体显性遗传病的发病率为 19 % ，一对夫妇中妻子患病，丈夫正常，他们所生的子女患该病的概率是（ ）
A. 9/19 B. 10/19 C. 1/19 D. 1/2
2.
在对某工厂职工进行遗传学调查时发现，在男女各400名职工中，女性色盲基因的携带者为30人，患者为10人，男性患者为22人。那么这个群体中色盲基因的频率为 ( )
A. 4.5％ B. 5.9％ C. 6％ D. 9％
3.
B
C
蜗牛的有条纹 ( A ) 对无条纹 ( a ) 为显性。在一个地区的蜗牛种群内，有条纹 ( AA ) 个体占 55％ ，无条纹个体占 15％ ，若蜗牛间进行自由交配得到 Fl ，则A基因的频率和 F1 中 Aa 基因型的频率分别是多少？
1.
A基因的频率为70％ F1 中 Aa 基因型的频率42％
课堂练习
2．某植物种群中，AA个体占16%，aa个体占36%，该种群随机交配产生的后代中AA个体百分比、A基因频率和自交产生的后代中AA个体百分比、A基因频率的变化依次为（ ）
A．不变，不变；增大，不变
B．增大，不变；不变，不变
C．不变，增大；增大，不变
D．不变，不变；不变，增大
A
课堂练习
1. 一种蛾中控制浅颜色的等位基因是隐性的，控制深颜色的等位基因是显性的。假设有640只浅色的蛾和360只深色的蛾，群体是哈代-温伯格平衡，那么杂合子蛾的频率为多少？
设显性基因频率为p,隐性基因频率为q。
根据 哈迪-温伯格定律 （p+q)2=P2+2pq+q2=1
因为 q2=640/(640+360)=0.64
所以 q=0.8
又因为 P+q=1
所以 p=1—q=1—0.8=0.2
根据定律，杂合子在群体的频率应为2pq=2*0.8*0.2=0.32
课堂小测
某一瓢虫种群中黑色和红色两种体色的个体，这一性状由一对等位基因控制，黑色（B）对红色（b）为显性。如果基因型为BB的个体占18%，基因型为Bb的个体占78%，基因型bb的个体占4%，基因B和b的频率分别为 （ ）
C
B%=
= 57%
18%+39%
b %=
4%+39%
= 43%
A．18%、82% B．36%、64%
C．57%、43% D．92%、8%
某小岛上，白化病的发病率是1%,一个白化女性与一正常男子结婚，生出白化孩子的概率是多少？
设白化病基因a的概率为q ，正常基因A的概率为p，则
aa=q2=1%
AA=p2=81% ， Aa=2pq=18%
aa
AA=
81%
81%+18%
= 9/11
Aa=
18%
81%+18%
= 2/11
生出白化孩子的概率=
q=1/10，p=9/10
2/11×1/2=1/11
课堂练习
种群足够大;
1
种群中个体间的交配是随机的；
2
没有基因突变发生；
3
没有迁入和迁出；
4
没有自然选择。
5
假设某种群满足以下五个条件：
对自然界的种群来说，这五个条件都能成立吗？
无法进化
先打破平衡
种群较小
不自由交配
有突变
有选择
有迁入、迁出
遗传平衡
生物怎么进化？
基因频率发生改变
阅读教材P112-114,完成下面的问题：
1、导致基因频率变化的原因可能有哪些？
2、甲海岛海风很大，乙海岛基本无风，都可以生活某昆虫，已知控制昆虫的有翅的基因B，无翅的基因b。现将纯合有翅和无翅按1:1比例分别放养在两个海岛上，一段时间后推测两个海岛上的B和b基因的频率如何变化？
基因突变、基因重组、染色体变异、自然选择
甲海岛：B基因频率降低，b基因频率上升
乙海岛：B基因频率上升，b基因频率降低
变异
不可遗传的变异
可遗传的变异
基因突变
染色体变异
基因重组
突变
可以增加基因型的类型，但不能产生新基因
突变和基因重组为进化提供原材料。
能够产生新的等位基因
基因突变的特点：
普遍性、随机性、不定向性、低频性、多害少利性。
　　种群是由许多个体组成的，每个个体的每一个细胞内都有成千上万个基因，这样每一代就会产生大量的突变。
　　如果蝇约有104对基因，假定每个基因的突变频率是10－5，对于一个中等大小的果蝇种群（约有108个个体）来说每一代出现的基因突变数是：
　　2×104×10－5×108＝2×107（个）
在自然情况下，突变的频率是很低的，且多数是有害的，对生物的进化有重要意义吗？
1．种群突变：每一代就会有大量的变异
2．种群基因重组：产生更多可遗传变异
突变（基因突变和染色体变异）和基因重组产生进化的原材料。
突变
基因重组
新的等位基因
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
变异是
不定向的
形成了进化的原材料,
不能决定生物进化的方向
突变和重组都是随机的，不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
突变的有害和有利也不是绝对的，这往往取决于生物的生存环境。
例如有翅的昆虫中有时会出现残翅和无翅的突变类型，这类昆虫在正常情况下很难生存下去。但是在经常刮大风的海岛上，这类昆虫却因为不能飞行而避免了被海风吹到海里淹死。
探究 实践
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
长满地衣的灰色树干
工业革命前
灰色(ss)桦尺蛾多
S频率低，s频率高
黑色
桦尺蛾
浅色桦尺蛾
工业革命后
环境污染的黑色树干
黑色(S_)桦尺蛾多
S频率高，s频率低
黑色
桦尺蛾
浅色桦尺蛾
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
长满地衣的树干上的桦尺蛾
黑色树干上的桦尺蛾
为什么桦尺蛾种群中s基因的频率越来越低了呢？
自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生了定向改变。
提出问题
作出假设
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
制定并实施方案
假如1870年，桦尺蛾种群的基因型频率为SS 10%，Ss 20%，ss 70%，S基因的频率为20%。在树干变黑这一环境条件下，假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少10%，黑色个体每年增加10%。
第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？
创设数字化问题情境并进行计算。
依题意知：S对s为显性。假设该种群中SS为10个，Ss为20个，ss为70个。
当SS、Ss分别增加10%，ss减少10%时，
基因型频率：
SS：10×（1+10%）＝11
Ss：20 ×（1+10%）＝22
ss：70×（1－10%）＝63
SS：11/（11+22+63）＝11/95＝11.5%
Ss：22/96＝22.9%
ss：63/96＝65.6%
第二年个体数：
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型频率 SS 10% 11.5%
Ss 20% 22.9%
ss 70% 65.6%
基因频率 S 20% 23%
s 80% 77%
70.7%
26%
29.2%
14.7%
56.1%
60.9%
26.1%
73.9%
29.3%
13.1%
升高
降低
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
制定并实施方案
创设数字化问题情境并进行计算。
第1年 第2年 第3年 第4年 ……
基因型 频率 SS 10%
Ss 20%
ss 70%
基因频率 S 20%
s 80%
13.0%
26.1%
60.9%
26.1%
73.9%
16.4%
32.7%
50.9%
32.7%
67.3%
19.7%
39.4%
40.9%
39.4%
60.6%
如果对环境的作用大小进行调整：假如树干变黑不利于浅色桦尺蛾的生存，使得种群中浅色个体每年减少20%，黑色个体每年增加20%。
第2~10年间，该种群每年的基因型频率各是多少？每年的基因频率是多少？
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
浅色个体每年减少10%；
黑色个体每年增加10%。
浅色个体每年减少20%；
黑色个体每年增加20%。
分析结果，得出结论
自然选择使桦尺蛾种群的基因频率发生了定向改变。
改变幅度增大
1.树干变黑会影响桦尺蛾种群中浅色个体的出生率吗？为什么？
2.在自然选择过程中，直接受选择的是基因型还是表型？为什么？
会。因为树干变黑后，浅色个体容易被发现，被捕食的概率增加，许多浅色个体可能在没有交配，产卵前就已被天敌捕食，导致其个体数减少，影响出生率。
直接受选择的是表型（体色），而不是基因型，基因型并不能在自然选择中起直接作用，因为天敌在捕食桦尺蛾时，看到的是桦尺蛾的体色而不是控制体色的基因。
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
探究自然选择对种群基因频率变化的影响
探究 实践
环境
个体
种群
基因频率
栖息环境浅色
栖息环境深色
浅色出生率降低，深色出生率上升
浅色多，黑色少
浅色少，黑色多
s基因频率下降，S基因频率上升
尝试从环境、个体和种群三个方面解释桦尺蛾s基因频率下降，S基因频率上升的原因。
(不利于浅色个体生存)
变异是不定向的
自然选择
不利变异
不断淘汰
有利变异
积累加强
种群基因频率定向改变
生物进化
导致
在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
自然选择决定生物的进化方向
实质
2、影响基因频率的因素：
基因突变、基因重组和自然选择
3、生物进化的实质就是：
1、种群是生物进化的单位，也是生物繁殖的单位。
种群基因频率发生变化的过程。种群基因频率的改变，标志着生物的进化。
课堂小结
3.某地区有一种桦尺蠖，其体色受一对等位基因控制，其中黑色(S)对浅色(s)为显性。有关说法正确的是(　　)
A．黑色基因和浅色基因哪种更能被淘汰或被保留取决于环境条件的选择
B．显性基因的基因频率总是越来越高
C．环境直接选择的是生物的基因型
D．深色环境下浅色基因将逐渐消失
A
课堂小测
4.农业生产中长期使用某种杀虫剂后，害虫的抗药性增强，杀虫效果下降，原因是(　　)
A．杀虫剂诱发了害虫抗药性基因的产生
B．杀虫剂对害虫具有选择作用，使抗药性害虫的数量增加
C．杀虫剂能诱导害虫分解药物的基因大量表达
D．抗药性强的害虫所产生的后代都具有很强的抗药性
B
课堂小测
5.某昆虫的a基因是抗药性基因,研究人员从农场的某昆虫群体中随机捕捉100只,aa、Aa和AA的个体数分别为16、48、36。在使用农药杀虫的若干年后,再从该农场中随机捕捉100只该昆虫,aa、Aa和AA的个体数分别为64、20、16。下列叙述正确的是(　　)
A.Aa个体的子代出现AA、Aa和aa是基因重组的结果
B.A基因频率从60%降至26%,说明昆虫发生了进化
C.三种基因型频率均发生了变化,说明选择直接作用于昆虫的基因型
D.抗药性昆虫数量逐渐增多是人工选择的结果
B
课堂小测
实验原理
一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生耐药性。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素，耐药菌有可能存活下来。
目的要求
通过观察细菌在含有抗生素的培养基上的生长状况，探究抗生素对细菌的选择作用。
实验步骤
①培养皿分区、标号。
③将不含抗生素的纸片和含抗生素纸片分别放在平板的不同位置。
②涂布平板。
①
②
③
④
④将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养12~16 h。
⑤观察细菌的生长状况，是否有抑菌圈？测量并记录。
⑥从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养。重复步骤②~⑤。
②你的数据结果是否支持“耐药菌是普遍存在的”这一说法？
支持
①为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？
抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌。
结果分析
③在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？
在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
④滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法有什么后果？
促进耐药菌的产生。
结论：在自然选择的作用下，种群的基因频率会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
总结
生物进化的基本单位
生物进化的实质
生物进化的原材料
决定生物进化的方向
种群
基因频率的改变
突变和基因重组
自然选择
第3节第2课时
隔离在物种形成中的作用
第6章 生物的进化
SZ-LWH
成功成才， 用光明指引，靠努力实现!
情景·思考
老虎
狮子
狮虎兽
问1：老虎和狮子是否属于同一个物种？
情景·思考
黑色人种
白色人种
黄色人种
问2：黑肤色、黄肤色、白肤色人属于同一个物种吗？
问3：为什么说他们没有形成新的物种？
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。
物种的概念
思考：世界上不同的人种是一个种群吗？
2.物种 VS 种群
① 概念上：
种群是一定区域内的同种生物的全部个体。
②范围上：
同一物种可以分布在不同区域，由多个种群构成；
③功能上：
是物种繁殖和进化的基本单位。
种群
⑴全世界的人是一个物种吗？为什么？
都是一个物种，无论白人黑人、黄种人结婚，都能产生可育的后代。
⑵马跟驴是一个物种吗？为什么？
马（2n=64）
驴（2n=62）
骡（2n=63）
不可育
+
练习：
（3）骡是一个物种吗？为什么？
不是，因为它不能繁殖后代。
（4）两个池塘的鲤鱼是一个物种吗？它们是属于一个种群还是两个种群？
是一个物种，属于两个种群。
（5）二倍体西瓜和四倍体西瓜是不是一个物种？为什么？
不是
因为后代三倍体西瓜不可育。
（6）三倍体西瓜是一个新物种吗？
不是，三倍体西瓜不可育。
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这种现象叫做生殖隔离。
同一种生物由于地理上的障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象，叫做地理隔离。
生殖隔离
地理隔离
隔离
概念：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
1.隔离
①生殖隔离：
不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育后代的现象。
斑马（2n=44）
驴（2n=62）
斑驴（2n=53）
+
不可育
隔离：
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。
②地理隔离：
同种生物由于地理障碍而分成不同的种群，使得种群间不能发生基因交流的现象。
东北虎
华南虎
由于长期地理隔离而没有相互交配，没有基因交流形成了两个不同的亚种。
2：鉴定牧场的本地马和由国外赠送返回原产地放养的野马是两个物种的主要依据是（　　）
A.野马比牧马更善于奔跑
B.野马比牧马更高大
C.野马和牧马存在生殖隔离
D.野马比牧马更适应野生环境
C
3：如果有两个小种群的动物，在形态结构上相近，它们必须具备下列哪一特征，才能归为一个物种：( ）
A.它们必须分布在同一地理区域
B.它们的基因一定要相同
C.它们的毛色一定要相同
D.能相互交配繁殖并产生可育后代
D
隔离：不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流的现象。包括生殖隔离和地理隔离。
思考：地理隔离和生殖隔离之间有什么联系呢？
在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。
思考并回答如下问题：
（1）当这群鼠被大河分开后它们是一个种群还是两个种群呢？
两个种群。
（2）如果大河很快干涸，两群老鼠还能交配吗？
可以。
在一个山谷中，生活着一个鼠种群。雌鼠和雄鼠之间可以自由交配，繁衍后代。后来一条大河出现。
思考并回答如下问题：
（3）若是几千年后，大河才干涸，两群各自都发生了变化的老鼠会合在一起时，还能发生交配吗？这说明什么？
（4）是什么原因造成同一物种分化成不同类型的新种？
不能，因为产生了生殖隔离。说明地理隔离可能导致生殖隔离。
隔离使同种但不同种群间的个体，在自然条件下不能发生基因交流。
达尔文在环球考察中观察到一个奇怪的现象。加拉帕戈斯群岛位于南美洲附近的太平洋中，由13个主要岛屿组成，这些岛屿与南美洲大陆的距离为160~950km。
在加拉帕戈斯群岛上生活着13种地雀。
这些地雀的喙差别很大，不同种之间
存在生殖隔离。而在辽阔的南美洲
大陆上，却看不到这13种地雀的
踪影。
不同岛屿的环境有较大差别，比
如岛的低洼地带，布满棘刺状的
灌丛；而在只有大岛上才有的高
地，则生长着茂密的森林。
加拉帕戈斯群岛的地雀
1.设想南美洲大陆的一种地雀来到加拉帕戈斯群岛后，先在两个岛屿上形成两个初始种群。这两个种群的个体数量都不多。它们的基因频率一样吗？
由于这两个种群的个体数量都不够多，基因频率可能是不一样的。
2.不同岛屿上的地雀种群，产生突变的情况一样吗？
不一样。因为突变是随机发生的。
3.对不同岛屿上的地雀种群来说，环境的作用有没有差别？这对种群基因
频率的变化会产生什么影响？
不同岛屿的自然环境条件不一样，因此环境的作用会有差别，导致种群基因频率朝着不同的方向改变。
4.如果这片海域只有一个小岛，还会形成这么多种地雀吗？
不会。因为个体间有基因的交流。
隔离是物种形成的必要条件
地雀祖先
甲岛地雀
乙岛地雀
丙岛地雀
丁岛地雀
……
突变和基因重组
自然选择
甲岛地雀1
乙岛地雀2
丙岛地雀3
丁岛地雀4
种群基因库改变
……
地理隔离
不同
不同
有差异
出现生殖隔离
不同物种
阻断基因交流
基因频率向不同方向发生改变
久而久之
形成明显差异
地理隔离→生殖隔离（新物种形成）
加拉帕戈斯群岛上13种地雀形成的过程图解
练习
1.物种形成的必要条件是什么？
隔离
2.地理隔离在物种形成过程中起到什么作用？
3.地理隔离必然产生出新的物种吗？
4.新物种形成的标志是什么？
5.产生生殖隔离的根本原因是什么？
阻断种群间的基因交流
不是
出现生殖隔离。
6.新物种形成的过程是怎样的？
种群基因库间形成明显的差异。
是物种形成的标志。
地理隔离
阻断基因交流
基因频率向不同方向发生改变
种群的 出现差异
差异进一步加大
生殖隔离
新物种形成
标 志
总结：加拉帕戈斯群岛的地雀的形成方式
物种形成的三个基本环节:
（1） 提供原材料
（2） 使基因频率定向改变
（3） 是物种形成的必要条件
突变和基因重组
自然选择
隔离
生殖隔离
在突变、基因重组和自然选择下
基因库
（1）渐变式
2. 物种形成的三种方式
地理隔离
生殖隔离
长期
加拉帕戈斯群岛的地雀
（说明：地理隔离不一定都能形成生殖隔离）
不同小岛上的植被不同，果实大小不同所致
新物种形成
标志
二倍体
四倍体
短时间内即可形成，如自然界中多倍体的形成。
物种A
物种B
杂交
杂种植物
染色体加倍
异源多倍体
（2）爆发式
不需要地理隔离就在很短的时间内出现生殖隔离，从而形成新的物种。主要是通过异源多倍体的染色体变异等方式形成新物种，一出现可以很快形成生殖隔离。
　　通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。
（3）人工创造新物种
2. 物种形成的三种方式
二、隔离在物种形成中的作用
物种形成和生物进化的比较
物种形成 生物进化
标志 生殖隔离出现 基因频率改变
变化后生物与原生物的关系 属于不同物种 可能属于同一物种；
也可能属于不同物种
二者联系 只有不同种群的基因库产生了明显的差异，出现生殖隔离才形成新物种； 进化不一定产生新物种，但新物种产生的过程中一定存在进化
【例1】19世纪70年代，10对原产于美国的灰松鼠被引入英国，结果在英国大量繁殖、泛滥成灾。对生活在两国的灰松鼠种群，可以作出的判断是（ ）
A．两者尚未形成两个物种
B．两者的外部形态有明显差别
C．两者之间已经出现生殖隔离
D．两者的基因库向不同方向改变
D
变异是不定向的。
【例2】如图表示渐进式新物种形成的基本环节。对图示的相关分析正确的是（ ）
A．图中①表示基因突变和基因重组，为进化提供了原材料
B．图中②表示地理隔离，地理隔离使种群间基因交流受阻
C．图中③表示生殖隔离，指两种生物不能交配且不能产生可育后代
D．种群基因型频率的改变一定会导致新物种形成
B
①表示突变和基因重组。
物种
概念
自然状态下相互交配
产生可育后代
概念
不同群体间的个体，在自然条件下基因不能自由交流
类型
地理隔离
生殖隔离
隔离
必要条件
形成
形成标志
同种生物由于地理障碍，不能发生基因交流
概念
不同物种间一般不能相互交配，即使交配成功也不能产生可育后代
概念
课堂小结
不定向的变异
不利变异（基因）
有利变异（基因）
淘汰
种群的基因频率定向改变
生物定向进化
生物进化的实质：
引起基因频率改变的因素：
突变、自然选择等。
种群基因频率的改变
多次选择和积累，通过遗传
自然选择
【注意】：种群基因型频率发生变化，生物不一定进化
小结（自然选择决定进化的方向）
种群中产生的变异 ，自然选择方向 。
不定向
定向
根据上述所学内容，归纳：现代生物进化理论的主要内容：
⑴种群是生物进化的基本单位
⑵突变和基因重组产生进化的原材料
⑶进化的实质是种群基因频率的改变
⑷自然选择决定生物进化的方向
通过生存斗争实现
直接受选择的是生物个体的表型
1．图是某海岛上蜥蜴形成新物种的过程，下列有关说法正确的是（ ）
A．图示是通过长期地理隔离达到生殖隔离的过程
B．岛上蜥蜴产生了适应环境的定向变异
C．自然选择过程中直接受选择的是基因型
D．蜥蜴新物种的形成不影响岛上其他生物种群的进化
A
2.下列关于新物种形成的叙述，与事实不相符的是（　　）
新物种可以在亲本物种所在地区产生
B. 一个新物种可以扩展形成多个基因库
C. 四倍体与二倍体杂交得到的三倍体西瓜是新物种
D. 异地的物种形成需要种群间遗传差异的不断积累
C
二倍体西瓜经秋水仙素处理成为四倍体西瓜，二倍体西瓜和四倍体西瓜杂交后代为三倍体，三倍体不可育，不能称为新物种。
训练·评价
3．大约一万年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成两个种群，两个种群现在已经发生了明显的分化，过程如图所示，下列相关说法正确的是（ ）
B
A．地球上新物种的形成都必须先经历a过程
B．b过程的实质是定向改变种群的基因频率
C．①～⑥只能表示物种形成过程中基因突变是不定向的
D．品系1和品系2种群基因库出现了较大差异，立刻形成物种1和物种2
A．两岛上的鸟类存在地理隔离，不同种的鸟类之间存在着生殖隔离
B．甲岛较乙岛鸟类的种类增加更多，可能是甲岛的环境变化更大
C．两岛的鸟类各形成一个种群基因库，且两个基因库间的差异越来越大
D．两岛上鸟类的种类虽然不同，但最终两岛上鸟类的数量趋于相同
C
4．海洋中有由地震形成的大小相似的甲、乙两个小岛，某时间段内岛上鸟类的种类和数量随时间变化的情况如图所示，下列有关叙述中，错误的是
物种形成的三个基本环节： X是突变和基因重组（变异）、Y是自然选择、Z是生殖隔离
5.回答下列有关生物进化的问题。
（1）如图表示某小岛上蜥蜴进化的基本过程，X、Y、Z表示生物进化的基本环节，X、Y分别是________________________ 、____________ 。
（2）该小岛上的蜥蜴原种由许多个体组成，这些个体的总和称为______，这是生物进化的___________。
（3）小岛上能进行生殖的所有蜥蜴个体含有的全部基因，称为蜥蜴的______。
基因库
突变和基因重组（变异）
自然选择
种群
基本单位
训练·评价
谢谢观看！
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